ES2479891B1

ES2479891B1 - METHOD FOR REDUCING OPTICAL INTERFERENCE IN PASSIVE OPTICAL NETWORKS

Info

Publication number: ES2479891B1
Application number: ES201230271A
Authority: ES
Inventors: Josep Prat Goma; Ivan CANO VALADEZ; María Concepción Santos Blanco
Original assignee: Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Current assignee: Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2015-05-29
Anticipated expiration: 2032-02-22
Also published as: ES2479891A1; WO2013124516A1

Abstract

Método para reducir la interferencia óptica en las redes ópticas pasivas.#La presente invención se refiere al control de los aparatos de transmisión óptica en las instalaciones del cliente de una red de acceso óptico de tipo fibra-a-la-casa que utiliza múltiples longitudes de onda ópticas en la transmisión, bien con modulación de frecuencias de radio o datos digitales. La OLT monitoriza continuamente el espectro y número de ONUs en la PON. Las ONUs están basadas en un laser DFB o VCSEL de bajo coste cuya longitud de onda no está predeterminada e incluye dispositivos para ajustar la longitud de onda y ancho de banda. La técnica consiste en un algoritmo inteligente centralizado para el control de la longitud de onda y subportadora en la OLT, que controla y ordena a los mecanismos de ONU, para evitar posibles interferencias mientras se mantiene bajo el coste total de la red.Method for reducing optical interference in passive optical networks # The present invention relates to the control of optical transmission devices at the customer's premises of a fiber-to-the-house type optical access network that uses multiple lengths optical wavelengths in the transmission, either with modulation of radio frequencies or digital data. The OLT continuously monitors the spectrum and number of ONUs in the PON. The ONUs are based on a low-cost DFB or VCSEL laser whose wavelength is not predetermined and includes devices to adjust the wavelength and bandwidth. The technique consists of a centralized intelligent algorithm for the control of the wavelength and subcarrier in the OLT, which controls and orders the UN mechanisms, to avoid possible interference while maintaining the total network cost.

Description

DESCRIPCIÓN DESCRIPTION

Método para reducir la interferencia óptica en las redes ópticas pasivas. Method to reduce optical interference in passive optical networks.

Objeto de la invención 5 Object of the invention 5

La presente invención se refiere al control de los aparatos de comunicación óptica en las instalaciones del cliente de una red pasiva de acceso óptico de tipo fibra-a-la-casa que utiliza múltiples longitudes de onda ópticas en la transmisión y/o detección, ya sea con modulación de frecuencias de radio o de datos digitales. La técnica consiste en un algoritmo inteligente 10 centralizado en la terminal de línea óptica, OLT por sus siglas en inglés (Optical Line Terminal) que controla la longitud de onda del (los) oscilador(es) óptico(s) o láser(es), tasa de bits, formato de modulación y la subportadora de la unidad de red óptica del usuario, ONU por sus siglas en inglés (Optical Network Unit), con el objetivo de evitar posibles interferencias mientras se mantiene el desempeño total de la red. 15 The present invention relates to the control of optical communication devices at the customer's premises of a passive fiber-to-the-house optical access network that uses multiple optical wavelengths in transmission and / or detection, and either with modulation of radio frequencies or digital data. The technique consists of an intelligent algorithm 10 centralized in the optical line terminal, OLT (Optical Line Terminal) that controls the wavelength of the optical oscillator (s) or laser (s) , bit rate, modulation format and the subcarrier of the user's optical network unit, ONU (Optical Network Unit), in order to avoid possible interference while maintaining the total network performance. fifteen

Antecedentes de la invención Background of the invention

La comunicación por fibra óptica es uno de los conductores para que un operador pueda entregar servicios de banda ancha a los clientes que pueden estar distribuidos en grandes 20 áreas geográficas. La fibra óptica se utiliza como medio de transmisión, ya que ofrece varias ventajas en comparación con los cables de cobre, como el tradicional par trenzado o cable coaxial. En particular, la tecnología Fibra-a-la-X (FTTx, Fiber To The x) (X puede ser esquina, nodo, edificio, negocio, hogar, usuario, u otro) ha sido ampliamente estudiada en todo el mundo, para la entrega de gran ancho de banda a los usuarios y para converger la transmisión 25 inalámbrica y por cable. Fiber optic communication is one of the drivers for an operator to deliver broadband services to customers that can be distributed in 20 large geographic areas. Optical fiber is used as a means of transmission, as it offers several advantages compared to copper cables, such as the traditional twisted pair or coaxial cable. In particular, Fiber-to-the-X technology (FTTx, Fiber To The x) (X can be corner, node, building, business, home, user, or other) has been widely studied worldwide, for high bandwidth delivery to users and to converge wireless and cable transmission 25.

Un punto importante para FTTx es su capacidad para construir redes de banda ancha probadas para futuro con bajos costes operativos y de instalación. Mientras que las redes ópticas activas (AONs) usan repetidores y conmutadores para extender el alcance y 30 enrutamiento, las redes ópticas pasivas (PON) no requieren componentes activos en la red de distribución entre el operador y los clientes. De esta manera, los costes derivados del mantenimiento de los dispositivos activos pueden mantenerse bajos, ya que están situados, bien en la oficina central de la compañía o en las instalaciones del cliente. An important point for FTTx is its ability to build broadband networks tested for the future with low operating and installation costs. While active optical networks (AONs) use repeaters and switches to extend the range and routing, passive optical networks (PONs) do not require active components in the distribution network between the operator and customers. In this way, the costs derived from the maintenance of the active devices can be kept low, since they are located, either at the company's headquarters or at the customer's premises.

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La capacidad total y el número de usuarios atendidos se pueden incrementar mediante la adopción de tecnologías de multiplexación en la arquitectura de la red de acceso (AN), sin importar si es de naturaleza activa o pasiva. La expansión de la AN por medio de multiplexación significa que el coste se puede reducir debido al uso de una infraestructura compartida en la planta de distribución de fibra y también en la oficina central del operador de 40 red, conocido como el terminal de línea óptica (OLT por sus siglas en inglés). Un requisito para la introducción de multiplexación en la AN es mantener idénticas todas las unidades de red óptica (ONUs por sus siglas en inglés) de los clientes y por lo tanto agnósticas a estas técnicas de multiplexado. Estas técnicas pueden estar basadas en multiplexación por tiempo, por longitud de onda o multiplexación de subportadora. 45 The total capacity and the number of users served can be increased by adopting multiplexing technologies in the access network (AN) architecture, regardless of whether it is of an active or passive nature. The expansion of the AN by means of multiplexing means that the cost can be reduced due to the use of a shared infrastructure in the fiber distribution plant and also in the central office of the network operator, known as the optical line terminal ( OLT for its acronym in English). A requirement for the introduction of multiplexing in the AN is to keep all the optical network units (ONUs) of the customers identical and therefore agnostic to these multiplexing techniques. These techniques may be based on time multiplexing, wavelength or subcarrier multiplexing. Four. Five

Como la fibra óptica es capaz de transmitir en varias frecuencias ópticas, la multiplexación por división de longitud de onda (WDM, por sus siglas en inglés) puede utilizarse ventajosamente. Puede conducir a una mejora significativa en el coste y la capacidad pues la infraestructura de fibra puede ser compartida entre los clientes y al mismo tiempo transmitir más señales de datos 50 en diferentes longitudes de onda. Este tipo de AN por lo general consta de un multiplexor óptico o un divisor óptico situado entre el operador y sus clientes. WDM requiere que cada láser de las ONU emita en una longitud de onda específica y diferente. Por lo tanto, las ONUs requieren de láseres sintonizables relativamente caros, o dispositivos reflectantes incoloros que son Since the optical fiber is capable of transmitting at various optical frequencies, wavelength division multiplexing (WDM) can be used advantageously. It can lead to a significant improvement in cost and capacity as fiber infrastructure can be shared between customers and at the same time transmit more data signals 50 at different wavelengths. This type of AN usually consists of an optical multiplexer or an optical splitter located between the operator and its customers. WDM requires that each UN laser emits a specific and different wavelength. Therefore, ONUs require relatively expensive tunable lasers, or colorless reflective devices that are

todavía limitados en potencia. still limited in power.

La multiplexación por división de tiempo (TDM, por sus siglas en inglés) divide una longitud de onda en intervalos de tiempo, es decir, cada usuario transmite y/o recibe durante un espacio de tiempo. En TDM, la potencia de la señal se reparte entre varios clientes en lugar de uno sólo. 5 TDM puede llegar a ser ineficiente en términos de ancho de banda utilizable y eficiencia energética, ya que el ancho de banda total o tasa de bits se divide entre los usuarios que comparten la red. Time division multiplexing (TDM) divides a wavelength into time intervals, that is, each user transmits and / or receives over a period of time. In TDM, the signal strength is distributed among several clients instead of just one. 5 TDM may become inefficient in terms of usable bandwidth and energy efficiency, since the total bandwidth or bit rate is divided between the users sharing the network.

Otra técnica de multiplexación se basa en la multiplexación por subportadora radioeléctrica 10 (SCM, por sus siglas en inglés). En este caso, frecuencias de radio (RF) suelen modular la luz del láser de cada ONU en diferentes bandas, ya sea directa o externamente. Las señales tienen que ser distribuidas tanto a lo largo del espectro eléctrico como del óptico evitando superposiciones que destruyan la comunicación. Another multiplexing technique is based on multiplexing by radio subcarrier 10 (SCM). In this case, radio frequencies (RF) usually modulate the laser light of each ONU in different bands, either directly or externally. The signals have to be distributed both along the electrical and optical spectrum avoiding overlays that destroy communication.

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Un tipo avanzado de SCM es la multiplexación por frecuencias ortogonales (OFDM, por sus siglas en inglés), de uso común en los modernos sistemas inalámbricos. En OFDM, las subportadoras eléctricas están estrechamente asignadas y separadas por un espaciado mínimo de frecuencia. Debido a la ortogonalidad y la alta velocidad de procesadores digitales de señal (DSP), la información se puede detectar digitalmente sin error. OFDM ha sido 20 recientemente aplicada a las comunicaciones ópticas también, motivado por la eficiencia del espectro inherente, la tolerancia frente a la dispersión y la capacidad de administrar el ancho de banda con una granularidad fina. Esto es de especial interés en las AN modernas. An advanced type of SCM is orthogonal frequency multiplexing (OFDM), commonly used in modern wireless systems. In OFDM, electric subcarriers are closely assigned and separated by a minimum frequency spacing. Due to the orthogonality and high speed of digital signal processors (DSP), the information can be detected digitally without error. OFDM has recently been applied to optical communications as well, motivated by the efficiency of the inherent spectrum, tolerance to dispersion and the ability to manage bandwidth with fine granularity. This is of special interest in modern NAs.

Una limitación clave de WDM, SCM y OFDM en la AN es la interferencia de batido óptico (OBI, 25 por sus siglas en inglés) que puede ocurrir en la transmisión si las longitudes de onda de dos o más ONUs coinciden o son cercanas entre sí [1]. Esto puede ser causado por una diferencia espectral inicial insuficiente al momento del registro de la ONU en la AN; o bien, debido a cambios ambientales, como variaciones de temperatura ambiente, que pueden cambiar la longitud de onda del láser de la ONU produciendo así una superposición de las señales ópticas 30 y/o interferencias en la banda de la señal de datos principal. A key limitation of WDM, SCM and OFDM in AN is the optical shake interference (OBI, 25) that can occur in transmission if the wavelengths of two or more ONUs match or are close to each other. [one]. This may be caused by an insufficient initial spectral difference at the time of UN registration in the AN; or, due to environmental changes, such as ambient temperature variations, which can change the wavelength of the UN laser thus producing an overlap of the optical signals 30 and / or interference in the band of the main data signal.

Para evitar estas interferencias, las ONUs pueden transmitir con fuentes de luz (láseres) con longitudes de onda pre-seleccionadas en la parrilla estándar. Así, la ONU del cliente se dotará de un láser en una longitud de onda específica. El inconveniente se relaciona con el gran 35 inventario y complejo aprovisionamiento al que los operadores se enfrentarían en este dinámico mercado. Además, con láseres con longitudes de onda estáticas definidas, sería problemático para un usuario mover la ONU a otra ubicación o a una red diferente. Como consecuencia de estos problemas prácticos, el coste total de implementación aumentaría. Una alternativa es emplear láseres sintonizables, pero su coste actual los hace inviables para redes 40 de acceso. Otra opción es utilizar ONUs reflexivas, es decir, que transmitan en una longitud de onda proporcionada desde la OLT que simplemente reflejen y modulen. Sin embargo, el estado del arte de la tecnología no es maduro para este tipo de ONUs [2, 3]. To avoid these interferences, the ONUs can transmit with light sources (lasers) with pre-selected wavelengths in the standard grid. Thus, the client's UN will be equipped with a laser at a specific wavelength. The drawback is related to the large inventory and complex supply that operators would face in this dynamic market. In addition, with lasers with defined static wavelengths, it would be problematic for a user to move the ONU to another location or to a different network. As a consequence of these practical problems, the total cost of implementation would increase. An alternative is to use tunable lasers, but their current cost makes them unfeasible for access networks 40. Another option is to use reflexive ONUs, that is, to transmit on a wavelength provided from the OLT that they simply reflect and modulate. However, the state of the art of technology is not mature for this type of ONUs [2, 3].

Las fuentes de luz como láseres con longitud de onda no preseleccionada serían naturalmente, 45 mucho más económicas y sencillas de instalar. En este caso, el cliente adquiere una ONU con láseres cuya longitud de onda es aleatoria dentro de una banda de frecuencia óptica estándar. Como la longitud de onda del láser de la ONU puede estar en cualquier posición, no se sabe de antemano si ésta interferirá o no a la(s) otra(s) ONU(s) ya desplegada(s) en la AN [4]. Por ello, la presente invención propone en primer lugar un método de monitorización y control de 50 longitud de onda del láser de la ONU durante el registro de ésta última a la AN. En particular, el (los) láser(es) de la(s) ONU(s) se sintonizan mediante temperatura y corriente a través de instrucciones procedentes desde la OLT. Light sources such as lasers with un preselected wavelengths would naturally be much cheaper and easier to install. In this case, the customer acquires a ONU with lasers whose wavelength is random within a standard optical frequency band. Since the wavelength of the UN laser can be in any position, it is not known in advance whether or not it will interfere with the other UN (s) already deployed in the AN [4] . Therefore, the present invention first proposes a 50 wavelength monitoring and control method of the UN laser during its registration to the AN. In particular, the laser (s) of the ONU (s) are tuned by temperature and current through instructions from the OLT.

También es necesario tomar en cuenta que en una AN, las ONUs se pueden encontrar en condiciones ambientales muy variables (a menudo al aire libre) y una estabilización exacta no puede ser posible en todo momento, añadiendo incertidumbre a la longitud de onda del láser de transmisión de la ONU. Así, la invención propone también que las ONUs sean monitorizadas repetidamente desde la OLT, la cual enviará comandos continuamente a los 5 dispositivos de control de temperatura y corriente para ajustar la longitud de onda del láser de la ONU. Así, se evitarían interferencias y/o solapamientos en las longitudes de onda de varios usuarios causadas por las condiciones ambientales. It is also necessary to take into account that in an AN, the UN can be found in very variable environmental conditions (often outdoors) and an exact stabilization may not be possible at all times, adding uncertainty to the laser wavelength of UN broadcast. Thus, the invention also proposes that the ONUs be monitored repeatedly from the OLT, which will continuously send commands to the 5 temperature and current control devices to adjust the wavelength of the UN laser. Thus, interference and / or overlaps in the wavelengths of various users caused by environmental conditions would be avoided.

La limitación, sin embargo, aparece cuando el rango de sintonía del láser es menor que el 10 cambio de longitud de onda del láser requerido. Como resultado, sería imposible evitar la superposición entre las dos longitudes de onda, por lo que las dos longitudes de onda tendrían que cruzar por completo entre sí o bien compartir la longitud de onda en tiempo, bajo la multiplexación TDM. The limitation, however, appears when the tuning range of the laser is less than the 10 wavelength change of the laser required. As a result, it would be impossible to avoid overlap between the two wavelengths, so the two wavelengths would have to completely cross each other or share the wavelength in time, under TDM multiplexing.

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Bibliografía Bibliography

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[3] J.Prat, M.Omella, and V.Polo, “Wavelength shifting for colorless ONUs in single-fiber WDM-PONs,” Proc. of Optical Fiber Communications Conference 2007, Anaheim, USA, Mar. 2007, 25 paper OTuG2. [3] J.Prat, M.Omella, and V. Polo, "Wavelength shifting for colorless ONUs in single-fiber WDM-PONs," Proc. of Optical Fiber Communications Conference 2007, Anaheim, USA, Mar. 2007, 25 paper OTuG2.

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Descripción de la invención - Explicación Description of the invention - Explanation

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La presente invención proporciona un método para limitar el solapamiento y la interferencia óptica en redes de acceso óptico con ONUs que transmiten con láseres independientes cuya longitud de onda no es preseleccionada mediante el control de su longitud de onda y del espectro. La OLT efectuará un seguimiento de la longitud de onda del láser de emisión de la ONU desde su activación en la AN y enviará órdenes continuamente a la ONU a los circuitos 40 de control de corriente y temperatura de láser, así como a procesador de la ONU para regular el formato de modulación, las bandas espectrales y subportadoras. The present invention provides a method for limiting overlap and optical interference in optical access networks with ONUs that transmit with independent lasers whose wavelength is not preselected by controlling their wavelength and spectrum. The OLT will track the wavelength of the UN emission laser since its activation in the AN and will continuously send orders to the ONU to the laser current and temperature control circuits 40, as well as to the UN processor to regulate the modulation format, spectral and subcarrier bands.

El objeto de la invención es una red de acceso óptico (OAN) ya sea WDM-AN, SCM-AN o OFDM-AN transmitiendo datos modulados por fibra óptica (Fig. 1) y que consiste en: 45 The object of the invention is an optical access network (OAN) either WDM-AN, SCM-AN or OFDM-AN transmitting data modulated by optical fiber (Fig. 1) and consisting of:

a) una OLT en la oficina central del operador de telecomunicaciones que distribuye los datos de información desde/a la red principal a/desde la red de acceso a/desde los usuarios. En la OLT se incluye una monitorización de la calidad de la red, longitudes de onda utilizadas y un módulo de control. La OLT contiene fuentes ópticas como láseres 50 para la transmisión de señales de datos hacia las ONUs y también receptores ópticos para la detección de los datos de subida de varias ONUs. a) an OLT in the central office of the telecommunications operator that distributes the information data from / to the main network to / from the access network to / from the users. The OLT includes monitoring of the network quality, wavelengths used and a control module. The OLT contains optical sources such as lasers 50 for the transmission of data signals to the ONUs and also optical receivers for the detection of the upload data of several ONUs.

b) una infraestructura óptica pasiva en la planta de distribución de fibra externa, red óptica b) a passive optical infrastructure in the external fiber distribution plant, optical network

de distribución (ODN, por sus siglas en inglés), que comprende fibras individuales y compartidas para conectar varios usuarios en la frontera de la ODN. También puede incluir uno o más puntos de interconexión, conocidos como nodos remotos (RN, por sus siglas en inglés), para la retransmisión de tráfico de datos de la OLT a la ONU y viceversa. Estos puntos de conjunción entre los distintos segmentos de la ODN no se 5 especifican. Distribution (ODN), which includes individual and shared fibers to connect multiple users at the ODN border. It may also include one or more interconnection points, known as remote nodes (RNs), for retransmission of data traffic from the OLT to the ONU and vice versa. These points of conjunction between the different segments of the ODN are not specified.

c) Varias ONUs en las instalaciones del cliente, que abarcan el (los) receptor(es) para la detección de datos de bajada, y el transmisor óptico basado en láser(es), cuya luz es modulada por los datos de subida de acuerdo a un formato de modulación y cuya 10 longitud de onda puede ser variada por algunos medios. Los láseres de la ONUs no tienen longitudes de onda preseleccionadas. c) Several ONUs at the customer's premises, which encompass the receiver (s) for the detection of downlink data, and the laser-based optical transmitter (s), whose light is modulated by the upload data according to a modulation format and whose wavelength can be varied by some means. The lasers of the ONUs do not have preselected wavelengths.

La ONU (Fig. 2) es un elemento crítico en la red en términos económicos, ya que es individual para cada usuario y tiene un impacto directo sobre el coste para el cliente. El transmisor óptico 15 de la ONU transfiere los datos del usuario al enlace de fibra óptica a través de un láser cuya longitud de onda óptica es dada por la longitud de onda nominal inicial y la deriva debido a las condiciones ambientales e internas. Dependiendo del tipo de modulación, el espectro de datos del usuario se centra en una portadora óptica o una subportadora eléctrica. Para el último caso, la frecuencia eléctrica de la subportadora puede ser generada digitalmente o con un oscilador 20 de RF analógico. The UN (Fig. 2) is a critical element in the network in economic terms, since it is individual for each user and has a direct impact on the cost to the customer. The optical transmitter 15 of the ONU transfers the user data to the fiber optic link through a laser whose optical wavelength is given by the initial nominal wavelength and drifts due to internal and internal conditions. Depending on the type of modulation, the user's data spectrum is centered on an optical carrier or an electrical subcarrier. For the latter case, the electrical frequency of the subcarrier can be generated digitally or with an analog RF oscillator 20.

En las fibras ODN compartidas, varias señales de diferente longitud de onda óptica provenientes de distintas ONUs coexisten, propagándose en la dirección ascendente de la OLT (Fig. 3). Cada longitud de onda proviene del láser de una ONU modulada con los datos del 25 usuario. En los sistemas de modulación de intensidad, el espectro óptico resultante se compone generalmente de un tono de portadora en la longitud de onda de láser sin modular y dos bandas laterales de la señal (las bandas inferior y superior). Si el láser se modula directamente, las bandas de frecuencia se extienden por el chirp. En otros sistemas, podría estar presente una única banda espectral. 30 In shared ODN fibers, several signals of different optical wavelengths from different ONUs coexist, propagating in the upward direction of the OLT (Fig. 3). Each wavelength comes from the laser of a ONU modulated with the data of the user. In intensity modulation systems, the resulting optical spectrum is generally composed of a carrier tone in the unmodulated laser wavelength and two side bands of the signal (the lower and upper bands). If the laser is modulated directly, the frequency bands extend through the chirp. In other systems, a single spectral band may be present. 30

Cuando las señales de diferente longitud de onda se superponen o se aproximan mucho en el espectro óptico, interfieren entre sí, degradando el rendimiento o incluso haciendo imposible la detección en el receptor de la OLT. Hay varios tipos de interferencias o diafonía entre cada par de canales de longitud de onda vecinos. Dependiendo de la que está afectando a la 35 transmisión, el sistema de control podrá adoptar una medida sobre la frecuencia de la subportadora eléctrica, el tipo de modulación y/o la longitud de onda del láser: When signals of different wavelengths overlap or closely approximate in the optical spectrum, they interfere with each other, degrading performance or even making detection at the OLT receiver impossible. There are several types of interference or crosstalk between each pair of neighboring wavelength channels. Depending on what is affecting the transmission, the control system may take a measure on the frequency of the electric subcarrier, the type of modulation and / or the wavelength of the laser:

A. La interferencia es entre portadoras ópticas no moduladas: A. The interference is between unmodulated optical carriers:

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Si dos portadoras ópticas se solapan, se produce un fuerte desvanecimiento de la señal de forma aleatoria por el ruido de fase del láser, con notables variaciones de los índices de modulación o ratios de extinción (Fig. 4). Para evitar esta interferencia, la longitud de onda láser (foc2) debe ser ajustada a un valor lejano al valor nominal de la otra portadora (foc1), siguiendo la relación: 45 If two optical carriers overlap, there is a strong fading of the signal randomly by the laser phase noise, with notable variations in modulation rates or extinction rates (Fig. 4). To avoid this interference, the laser wavelength (foc2) must be adjusted to a value far from the nominal value of the other carrier (foc1), following the relationship:

kffococ12 kffococ12

donde Δν es el ancho de línea combinado de los láseres (por lo general en el orden de magnitud de varios MHz) dado por su ruido interno de fase cuántica; y k es un margen 50 relativo de separación, que puede ser del orden de magnitud de 10, que depende de la tolerancia de la modulación al ruido de fase, la forma de la cola del espectro óptico del ruido de fase del láser (por lo general Lorentziana), la codificación, y la tasa de error de where Δν is the combined line width of the lasers (usually in the order of magnitude of several MHz) given by their internal quantum phase noise; and k is a relative separation margin 50, which may be of the order of magnitude of 10, which depends on the tolerance of the phase noise modulation, the shape of the optical spectrum tail of the laser phase noise (usually Lorentziana), coding, and error rate of

bits (BER, por sus siglas en inglés) necesarios. bits (BER) required.

B. La interferencia es entre la portadora fundamental óptica y el espectro de banda lateral del canal que no corresponden a la misma ONU: B. The interference is between the fundamental optical carrier and the sideband spectrum of the channel that do not correspond to the same ONU:

5 5

Se pueden distinguir dos casos (Fig. 5) que corresponden a una superposición en el espectro óptico o en el espectro eléctrico después de la fotodetección. En ambos casos se debe garantizar una separación suficiente entre componentes espectrales siguiendo la relación: Two cases can be distinguished (Fig. 5) that correspond to an overlap in the optical spectrum or in the electrical spectrum after photodetection. In both cases a sufficient separation between spectral components must be guaranteed following the relationship:

10 10

kBWffococ212 kBWffococ212

Donde BW es el ancho de banda del canal y los signos dependen de considerar la parte inferior o superior de banda lateral. Where BW is the channel bandwidth and the signs depend on considering the lower or upper side band.

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C. La interferencia es entre las bandas de la señal de los dos canales: C. The interference is between the signal bands of the two channels:

En sistemas de modulación de intensidad con detección directa (IM-DD, por sus siglas en inglés) esta contribución puede ser insignificante en comparación con los casos anteriores, pero es relevante en sistemas coherentes, que pueden no transportar 20 portadoras ópticas (Fig. 6). Con el fin de reducir esta interferencia, las frecuencias ópticas de los usuarios deben presentar la siguiente separación: In intensity modulation systems with direct detection (IM-DD) this contribution may be insignificant compared to the previous cases, but it is relevant in coherent systems, which may not carry 20 optical carriers (Fig. 6 ). In order to reduce this interference, the optical frequencies of the users must present the following separation:

2212100tan2BWBWffococ 2212100tan2BWBWffococ

Los signos dependen de considerar la parte inferior o superior de la banda lateral, y foc1 representa la frecuencia central del usuario. Esta expresión surge de considerar un 25 espectro óptico con distribución de Lorentz y ancho de línea Δν. The signs depend on considering the lower or upper part of the sideband, and foc1 represents the user's center frequency. This expression arises from considering an optical spectrum with Lorentz distribution and line width Δν.

En todos los casos, la sintonización de foc2 puede ser obtenida a través de: In all cases, the tuning of foc2 can be obtained through:

o Ajustar la longitud de onda del láser mediante cambios en la temperatura, y/o 30 corriente, o mediante tonos de radio-frecuencia [3]. o Adjust the laser wavelength by changes in temperature, and / or current, or by radio frequency tones [3].

o Cambiar las propiedades del transmisor como: o Change the transmitter properties as:

 Aumentar/reducir la frecuencia de la subportadora eléctrica  Increase / reduce the frequency of the electric subcarrier

 Reducir el ancho de banda y tasa de bits  Reduce bandwidth and bit rate

 Modificar el formato de modulación 35  Modify the modulation format 35

 Variar la fase / frecuencia de los índices de modulación con control de chirp y/o supresión de portadora, o difuminado de la trama analógica o digital [2]  Vary the phase / frequency of modulation indices with chirp control and / or carrier suppression, or blurring of the analog or digital frame [2]

Con el fin de minimizar la interferencia óptica entre los usuarios, se requiere una operación inter-dependiente entre las ONUs y la OLT: 40 In order to minimize optical interference between users, an inter-dependent operation between ONUs and OLT is required: 40

a) El láser en el transmisor de la ONU genera la señal óptica adecuada e incluye un mecanismo para controlar la longitud de onda mediante variaciones en la temperatura y corriente. Además, un procesador digital de señal en la ONU controla el ancho de banda, velocidad de transmisión, formato de modulación, 45 sub-bandas y frecuencia las subportadoras eléctricas en un rango razonable. a) The laser in the UN transmitter generates the appropriate optical signal and includes a mechanism to control the wavelength through variations in temperature and current. In addition, a digital signal processor at the ONU controls the bandwidth, transmission speed, modulation format, subbands and frequency of the electrical subcarriers in a reasonable range.

b) La OLT detecta las señales ópticas de las ONUs, y controla el uso del espectro óptico completo de la AN. La OLT evalúa constantemente el riesgo de solapamiento e interferencia espectral entre las longitudes de onda y envía b) The OLT detects the optical signals of the ONUs, and controls the use of the complete optical spectrum of the AN. The OLT constantly evaluates the risk of overlap and spectral interference between wavelengths and sends

continuamente comandos a las ONUs para el control de la longitud de onda y parámetros de la transmisión con el fin de lograr una mínima interferencia entre los usuarios. continuously commands to the ONUs to control the wavelength and transmission parameters in order to achieve minimal interference between users.

El control de las longitudes de onda se realiza por medio de un algoritmo inteligente 5 centralizado en la OLT. La monitoriza, registra e identifica las ONUs cuando éstas se conectan a la AN. La OLT envía los comandos correspondientes a los circuitos de control de temperatura y corriente del láser así como a procesador digital de las ONUs. Cuando la OLT se detecta una interferencia o una potencial interferencia, debido a la superposición óptica o los batidos indicados (A, B, C), el mecanismo de control aplica uno o todos los siguientes pasos en orden 10 hasta que la interferencia desaparece: The wavelengths are controlled by means of an intelligent algorithm 5 centralized in the OLT. It monitors, registers and identifies the ONUs when they connect to the AN. The OLT sends the corresponding commands to the laser temperature and current control circuits as well as to the digital processor of the ONUs. When the OLT detects an interference or potential interference, due to the optical overlay or the indicated shakes (A, B, C), the control mechanism applies one or all of the following steps in order 10 until the interference disappears:

 Desplazar ligeramente la longitud de onda del láser de la ONU mediante ajuste térmico y/o de corriente (Fig. 7)  Shift the wavelength of the UN laser slightly by thermal and / or current adjustment (Fig. 7)

 Realizar un desplazamiento menor de las longitudes de onda de los láseres de la(s) 15 ONU(s) vecina(s) con sintonía térmica y/o de corriente [4].  Perform a minor displacement of the wavelengths of the lasers of the neighboring UN (s) with thermal and / or current tuning [4].

 En el caso de la modulación de subportadoras, cambiar la frecuencia central de éstas mediante la variación de la frecuencia del oscilador eléctrico de la ONU que puede ser RF o digital. El último caso es más rápido y puede ser realizado velozmente por software en tiempo real en el procesador digital: 20  In the case of subcarrier modulation, change their center frequency by varying the frequency of the UN electric oscillator that can be RF or digital. The latter case is faster and can be done quickly by real-time software on the digital processor: 20

 Si la amplitud y la fase se puede controlar, intercambiar la parte espectral superior (USB, por sus siglas en inglés) e inferior (LSB, por sus siglas en inglés) de la banda de frecuencia lateral, con el fin de separar las portadoras. Si la transmisión es de única banda de frecuencia implementado mediante la transformada de Hilbert, se puede hacer simplemente cambiando el signo de la componente en cuadratura con respecto a 25 la componente en fase.  If the amplitude and phase can be controlled, swap the upper (USB) and lower (LSB) spectral part of the side frequency band, in order to separate the carriers . If the transmission is single frequency band implemented by the Hilbert transform, it can be done simply by changing the sign of the quadrature component with respect to the phase component.

 Cruzar las longitudes de onda de los láseres de las ONUs que interfieren entre sí mediante la regulación térmica y el uso de transitorios rápidos de corriente para reducir el tiempo de interferencia.  Cross the wavelengths of the lasers of the ONUs that interfere with each other by means of thermal regulation and the use of fast current transients to reduce the interference time.

 Cuando las dos portadoras se solapan o se tienen que superponer, ya que tienen que 30 cruzarse entre sí, una de ellas puede ser cancelada (con modulación de fase, por ejemplo) y la detección puede realizarse con una única portadora óptica post-procesando el ruido de fase.  When the two carriers overlap or have to overlap, since they have to cross each other, one of them can be canceled (with phase modulation, for example) and the detection can be performed with a single post-processing optical carrier phase noise

 Reducir la tasa de datos de la ONU para ocupar un ancho de banda más estrecho y reducir la interferencia [5] 35  Reduce the UN data rate to occupy a narrower bandwidth and reduce interference [5] 35

 En caso de que no sea posible sintonizar más la longitud de onda de la ONU y/o reducir el ancho de banda de la señal de datos de la misma, se compartirá la longitud de onda con la ONU más cercana mediante multiplexación por tiempo TDM como se propone en [6].  If it is not possible to tune the wavelength of the ONU further and / or reduce the bandwidth of the data signal of the ONU, the wavelength will be shared with the nearest ONU through TDM time multiplexing as proposed in [6].

40 40

Breve explicación de los dibujos Brief explanation of the drawings

Fig. 1 representa un esquema de red óptica pasiva de acceso PON. Fig. 1 represents a PON access passive optical network scheme.

Fig. 2 ilustra un esquema general de una ONU con procesamiento digital. La señal analógica es detectada (Rx), ecualizada (eq), convertida a digital mediante un conversor analógico digital 45 (ADC por sus siglas en inglés) y tratada con un procesador digital de señal (DSP por sus siglas en inglés). Los datos de subida son tratados y acondicionados con un DSP, transformados a analógico con un conversor digital a analógico (DAC por sus siglas en inglés), acondicionada mediante un driver (DR) y convertida al dominio óptico mediante un láser o fuente de luz para su transmisión. 50 Fig. 2 illustrates a general scheme of a ONU with digital processing. The analog signal is detected (Rx), equalized (eq), converted to digital using a digital analog converter 45 (ADC) and treated with a digital signal processor (DSP). Upload data is processed and conditioned with a DSP, transformed to analog with a digital to analog converter (DAC), conditioned by a driver (DR) and converted to the optical domain by a laser or light source to its transmission fifty

Fig. 3 es un ejemplo de un espectro óptico de subida. Fig. 3 is an example of an optical rising spectrum.

Fig. 4 muestra un espectro óptico (arriba) con dos usuarios, cada uno con una portadora óptica y sólo una sub-banda de datos. También ilustra el espectro eléctrico recibido (abajo) después del foto-detector con batido óptico entre las dos portadoras, cuyo espectro eléctrico resultante Fig. 4 shows an optical spectrum (above) with two users, each with an optical carrier and only a sub-band of data. It also illustrates the electrical spectrum received (below) after the photo-detector with optical beat between the two carriers, whose resulting electrical spectrum

cae e interfiere en la sub-banda del segundo canal. falls and interferes with the sub-band of the second channel.

Fig. 5 muestra un espectro óptico (arriba) de dos canales, cada uno con una portadora óptica y una sub-banda de datos. Hay interferencia óptica entre la sub-banda del primer canal y la portadora óptica del segundo, que también se observa en el espectro eléctrico (abajo) y causa una detección errónea. 5 Fig. 5 shows an optical spectrum (above) of two channels, each with an optical carrier and a sub-band of data. There is optical interference between the sub-band of the first channel and the optical carrier of the second, which is also observed in the electrical spectrum (below) and causes an erroneous detection. 5

Fig. 6 muestra un espectro óptico (arriba) y eléctrico (abajo) de dos canales ópticos, cada uno con una portadora óptica. El primer canal utilizar la sub-banda superior (fos1) de datos mientras que el segundo, la inferior (fos2). Como el segundo canal está operando con la banda lateral inferior, se evita el efecto de batido entre las dos portadoras después del foto-receptor, pues foc2-foc1 queda fuera de los espectros de datos, fes1 y fes2. 10 Fig. 6 shows an optical (top) and electric (bottom) spectrum of two optical channels, each with an optical carrier. The first channel uses the upper sub-band (fos1) of data while the second, the lower sub-band (fos2). As the second channel is operating with the lower sideband, the beating effect between the two carriers after the photo-receiver is avoided, since foc2-foc1 is outside the data spectra, fes1 and fes2. 10

Fig. 7 presenta un esquema de espectro óptico de dos ONU que están cerca de la superposición y se detectan correctamente. Fig. 7 presents an optical spectrum scheme of two ONUs that are close to the overlap and are correctly detected.

Fig. 8 ilustra un diagrama de bloques de una ONU con multiplexación OFDM-SCM. Fig. 8 illustrates a block diagram of a ONU with multiplexing OFDM-SCM.

Fig. 9 muestra un diagrama de flujo del algoritmo inteligente propuesto para la OLT. Fig. 10 ilustra los pasos operativos llevados a cabo por la primer ONU (ONU1) que se conecta 15 en la PON. En primer lugar (1), la ONU envía su portadora óptica sin datos (espectro punteado). La OLT está monitorizando y detecta la portadora óptica (2). En el caso de que la longitud de onda de la ONU1 esté en el límite de la PON (3), la OLT indica a la ONU que ajuste ligeramente su longitud de onda. La OLT registra la ONU1 en memoria y su longitud de onda (4) y permite a la ONU1 transmitir y recibir datos (5). 20 Fig. 9 shows a flow chart of the proposed smart algorithm for the OLT. Fig. 10 illustrates the operational steps carried out by the first ONU (ONU1) that is connected 15 in the PON. First (1), the ONU sends its optical carrier without data (dotted spectrum). The OLT is monitoring and detects the optical carrier (2). In the event that the wavelength of the ONU1 is at the limit of the PON (3), the OLT instructs the ONU to slightly adjust its wavelength. The OLT records ONU1 in memory and its wavelength (4) and allows ONU1 to transmit and receive data (5). twenty

Fig. 11 es un ejemplo de los pasos seguidos por el algoritmo cuando una ONU (por ejemplo, ONU2) se conecta en la PON e interfiere con un usuario (ONU1) que ya está activo. La ONU2 es encendida (1) y transmite su portadora óptica sin datos (espectro punteado). La OLT está monitorizando y detecta una nueva portadora óptica y que ésta interfiere en la ONU1 revisando la tasa de errores de bits y el espectro de la PON. La OLT envía comandos a los controladores 25 de temperatura y corriente del láser de la ONU2 para desplazar la longitud de onda con el fin de evitar interferencia óptica (2). Cuando el láser de la ONU2 no interfiere más en la ONU1, la OLT indica a los controladores de la ONU2 detener el desplazamiento de la frecuencia de emisión del láser (3). La OLT entonces registra la ONU2 en memoria y su longitud de onda correspondiente (4). 30 Fig. 11 is an example of the steps followed by the algorithm when a ONU (for example, ONU2) connects to the PON and interferes with a user (ONU1) that is already active. ONU2 is turned on (1) and transmits its optical carrier without data (dotted spectrum). The OLT is monitoring and detecting a new optical carrier and that it interferes with the ONU1 by reviewing the bit error rate and the spectrum of the PON. The OLT sends commands to the temperature and current controllers 25 of the ONU2 laser to shift the wavelength in order to avoid optical interference (2). When the ONU2 laser does not interfere more with ONU1, the OLT indicates to the ONU2 controllers to stop the offset of the laser emission frequency (3). The OLT then records the ONU2 in memory and its corresponding wavelength (4). 30

Fig. 12 muestra un ejemplo de la comunicación inicial entre la ONU y la OLT, cuando el oscilador eléctrico en la ONU tiene que ser sintonizado. La frecuencia de emisión óptica de láser de la ONU2 ha sido ya adaptada y registrada en la OLT (1). La ONU2 comunica a la OLT sus requisitos de ancho de banda, tasa de bits y la frecuencia inicial del oscilador eléctrico (2). La OLT revisa la posible interferencia de las sub-bandas de datos después de la detección con 35 el foto-diodo e indica a la ONU2 su frecuencia del oscilador eléctrico, la tasa de bits y el formato de modulación permitido (3). La ONU2 luego empieza la transmisión y recepción de datos (4) y la OLT controla la tasa de errores y cualquier posible solapamiento de las señales (5). Fig. 12 shows an example of the initial communication between the ONU and the OLT, when the electric oscillator in the ONU has to be tuned. The laser optical emission frequency of the ONU2 has already been adapted and registered in the OLT (1). ONU2 communicates to the OLT its bandwidth requirements, bit rate and the initial frequency of the electric oscillator (2). The OLT reviews the possible interference of the data subbands after detection with the photo diode and indicates to the ONU2 its frequency of the electric oscillator, the bit rate and the allowed modulation format (3). The ONU2 then starts the transmission and reception of data (4) and the OLT controls the error rate and any possible overlapping of the signals (5).

Fig. 13 muestra el espectro óptico de tres canales en los cuales el segundo es el de medio y causa interferencias en las otras dos (arriba). Es imposible ajustar más el segundo canal, por lo 40 que los otros dos se desplazan ligeramente hacia los lados (monitorizando que no interfieran con los canales vecinos) para evitar interferencia óptica (abajo). Fig. 13 shows the three-channel optical spectrum in which the second is the medium and causes interference in the other two (above). It is impossible to adjust the second channel further, so that the other two move slightly to the sides (monitoring that they do not interfere with neighboring channels) to avoid optical interference (below).

Fig. 14 muestra el espectro óptico (arriba a la izquierda) de dos ONUs, cada uno con una portadora óptica y una sub-banda, sin superponerse. El segundo canal transporta datos a una mayor tasa de bits en comparación con el primero y por lo tanto el ancho de su sub-banda de 45 datos es mayor. En el espectro eléctrico (arriba a la derecha) después de la foto-detección, el segundo canal cubre parcialmente la sub-banda del primero, ocasionando interferencias. La parte inferior es un ejemplo del caso cuando no hay posibilidad de ajuste adicional de la longitud de onda de ningún canal. Por lo tanto, la tasa de bits de la segunda ONU se reduce para evitar interferencias como se puede observar en el espectro óptico (abajo izquierda) y 50 eléctrico (inferior derecha). Fig. 14 shows the optical spectrum (top left) of two ONUs, each with an optical carrier and a subband, without overlapping. The second channel carries data at a higher bit rate compared to the first and therefore the width of its sub-band of 45 data is larger. In the electrical spectrum (top right) after photo-detection, the second channel partially covers the sub-band of the first, causing interference. The lower part is an example of the case when there is no possibility of additional adjustment of the wavelength of any channel. Therefore, the bit rate of the second ONU is reduced to avoid interference as can be seen in the optical spectrum (lower left) and electrical spectrum (lower right).

Fig. 15 muestra un ejemplo de la operación en multiplexación por tiempo TDM cuando dos ONUs se superponen después de que todos los medios para el ajuste de la longitud de onda de los láseres y parámetros de transmisión de las ONUs para evitar interferencia y Fig. 15 shows an example of the operation in time multiplexing TDM when two ONUs overlap after all means for adjusting the wavelength of lasers and transmission parameters of the ONUs to avoid interference and

solapamiento se han agotado. Overlap have been exhausted.

Fig. 16 representa el concepto planteado de la red PON con el algoritmo centralizado en la OLT que monitoriza y envía los comandos a los dispositivos de control de cada ONU. Fig. 16 represents the proposed concept of the PON network with the centralized algorithm in the OLT that monitors and sends the commands to the control devices of each ONU.

Descripción de la invención - Explicación detallada 5 Description of the invention - Detailed explanation 5

Antes de dar una explicación de la presente invención, hay que señalar que la presente invención no se limita en su aplicación a los datos que figuran en la siguiente discusión o los ejemplos. La presente invención se puede llevar a cabo en diversas realizaciones. Se entenderá que ciertas características que se describen en el contexto de las diferentes 10 realizaciones, también se puede proporcionar a una modalidad específica determinada. A su vez, ciertas características que se describen en el contexto de una modalidad individual también pueden ser proporcionadas por cualquier otra forma de realización al respecto en la descripción de la presente invención. Before giving an explanation of the present invention, it should be noted that the present invention is not limited in its application to the data given in the following discussion or the examples. The present invention can be carried out in various embodiments. It will be understood that certain features that are described in the context of the different embodiments, can also be provided to a specific specific modality. In turn, certain features that are described in the context of an individual embodiment can also be provided by any other embodiment in this regard in the description of the present invention.

15 fifteen

Los términos "comprende", "comprendiendo", "incluye", "incluidos", y "tiene" se supone que deben entenderse como "incluyendo pero no limitado a", mientras que el término "compuesto de" tiene el mismo significado de "incluye y se limita a". El término "que consiste esencialmente en" significa que la estructura puede incluir componentes adicionales, pero sólo si estas piezas adicionales no perturban o alteran las características básicas y nuevas de la estructura 20 solicitada. Además, las formas singulares "una" y "la" incluyen también referencias plurales a menos que sea de otra manera dictada por el contexto. The terms "comprises", "understanding", "includes", "included", and "has" are supposed to be understood as "including but not limited to", while the term "composed of" has the same meaning of " includes and is limited to ". The term "consisting essentially of" means that the structure may include additional components, but only if these additional parts do not disturb or alter the basic and new characteristics of the requested structure 20. In addition, the singular forms "a" and "the" also include plural references unless otherwise dictated by the context.

La realización preferida consiste en un mecanismo de control del espectro y longitud de onda basado en la monitorización continua desde la OLT, que envía comandos tanto al procesador 25 digital de señal como a los controladores de temperatura y corriente del láser de las ONUs (Fig. 8). No se necesitan modificaciones en la planta de distribución de fibra, y las técnicas de multiplexación están basadas principalmente en WDM y/o SCM. The preferred embodiment consists of a spectrum and wavelength control mechanism based on continuous monitoring from the OLT, which sends commands both to the digital signal processor 25 and to the temperature and current controllers of the ONU laser (Fig. 8). No modifications are needed in the fiber distribution plant, and multiplexing techniques are mainly based on WDM and / or SCM.

El mecanismo de control está centralizado en la OLT por medio de un algoritmo inteligente (Fig. 30 9a y figura. 9b). Éste registra, identifica, monitoriza continuamente y envía señales de control a las ONUs. Se compone de los siguientes pasos (el orden de la monitorización y control puede variar): The control mechanism is centralized in the OLT by means of an intelligent algorithm (Fig. 30 9a and figure. 9b). It registers, identifies, continuously monitors and sends control signals to the ONUs. It consists of the following steps (the order of monitoring and control may vary):

 La OLT está monitorizando continuamente el espectro y la tasa de errores de la PON. 35  The OLT is continuously monitoring the spectrum and error rate of the PON. 35

 Cuando la primera ONU entra en la PON, no transmite datos, sólo una portadora óptica. La OLT la detecta, monitoriza su longitud de onda, y la registra. Ya que es la primera ONU en la PON, no se detecta una interferencia. Sin embargo, si la longitud de onda está un poco fuera de la red de operación de la red PON, la OLT envía comandos 40 al control de la temperatura y la corriente del láser en la ONU para ajustar su longitud de onda. Después de la sintonización de la longitud de onda del láser, la OLT guarda y registra en la memoria la longitud de onda de transmisión de la ONU (Fig. 10) y ésta comienza a transmitir y recibir datos.  When the first ONU enters the PON, it does not transmit data, only an optical carrier. The OLT detects it, monitors its wavelength, and records it. Since it is the first ONU in the PON, no interference is detected. However, if the wavelength is slightly outside the operating network of the PON network, the OLT sends commands 40 to control the temperature and current of the laser at the ONU to adjust its wavelength. After the tuning of the laser wavelength, the OLT stores and registers in memory the transmission wavelength of the ONU (Fig. 10) and it begins to transmit and receive data.

45 Four. Five

 Cuando otra ONU es encendida y se conecta a la PON, la ONU emite una portadora óptica sin datos a baja potencia. La OLT la detecta y monitoriza su longitud de onda y la tasa de errores de la(s) ONU(s) previamente registrada(s). Si la portadora óptica de la nueva ONU interfiere en alguna sub-banda de las ONUs anteriores registradas (por el aumento de la tasa de errores en ONUs anteriores) y/o la separación de la longitud de 50 onda está por debajo del mínimo para evitar interferencia óptica, la OLT envía los comandos adecuados a los controladores térmicos y de corriente del láser de la nueva ONU para ajustar su longitud de onda a una posición espectral adecuada, en la que no causa interferencia (Fig. 11).  When another ONU is turned on and connected to the PON, the ONU issues an optical carrier without data at low power. The OLT detects it and monitors its wavelength and the error rate of the previously registered ONU (s). If the optical carrier of the new ONU interferes with any subband of the previous registered ONUs (due to the increase in the error rate in previous ONUs) and / or the 50 wavelength separation is below the minimum to avoid optical interference, the OLT sends the appropriate commands to the thermal and current controllers of the new UN laser to adjust its wavelength to a suitable spectral position, in which it does not cause interference (Fig. 11).

 Después de que el ajuste de la longitud de onda del láser de la ONU ha tenido lugar, la OLT registra la nueva ONU y refresca la memoria de longitudes de onda de transmisión. La nueva ONU comunica entonces a la OLT su necesidad de tasa de bits y, en caso de tenerlo, la frecuencia eléctrica de su oscilador eléctrico (feln). La OLT revisa si la 5 frecuencia central de la(s) sub-banda(s) de datos de la nueva ONU podrían ocasionar interferencia con alguna ONU activa. Si ése es el caso, entonces indica a la ONU que sintonice la frecuencia de su oscilador eléctrico y/o reduzca su tasa de bits o cambie su formato de modulación. Después de esto, la nueva ONU comienza a transmitir una secuencia de datos conocida, y la OLT controla la tasa de errores tanto de la nueva 10 ONU nueva y como de sus vecinas. En el caso de que la(s) banda(s) lateral(es) de datos de la nueva ONU todavía se superpongan con otra ya existente, entonces la OLT sintoniza nuevamente el oscilador eléctrico de la nueva ONU hacia la dirección donde la superposición se reduce hasta que la transmisión de datos es fiable. En caso de que no exista oscilador eléctrico en la ONU o ya se haya llegado al límite de su sintonía, la OLT 15 enviará comandos al procesador digital de señal de la nueva ONU para que disminuya su tasa de bits, reduciendo así el ancho de banda ocupado por la nueva ONU. Cuando la transmisión de datos es fiable, la OLT a continuación registra el ancho de banda utilizado, la tasa de bits, el formato de modulación y, en caso de existir, la frecuencia del oscilador eléctrico de la ONU (Fig. 12). La OLT indica a la ONU que puede entonces 20 comenzar a transmitir y recibir datos.  After the adjustment of the UN laser wavelength has taken place, the OLT registers the new ONU and refreshes the transmission wavelength memory. The new ONU then communicates to the OLT its need for bit rate and, if any, the electrical frequency of its electric oscillator (feln). The OLT checks whether the central frequency of the new data sub-band (s) of the new ONU could cause interference with an active ONU. If that is the case, then it tells the UN to tune the frequency of its electric oscillator and / or reduce its bit rate or change its modulation format. After this, the new ONU begins to transmit a known sequence of data, and the OLT controls the error rate of both the new and new neighbors. In the event that the data side band (s) of the new ONU still overlap with an existing one, then the OLT tunes again the electric oscillator of the new ONU to the direction where the overlap is reduce until the data transmission is reliable. In the event that there is no electric oscillator at the ONU or the limit of its tuning has already been reached, the OLT 15 will send commands to the digital signal processor of the new ONU to reduce its bit rate, thus reducing bandwidth occupied by the new UN. When the data transmission is reliable, the OLT then records the bandwidth used, the bit rate, the modulation format and, if present, the frequency of the UN electric oscillator (Fig. 12). The OLT indicates to the ONU that it can then start transmitting and receiving data.

 Si el ajuste disponible de la longitud de onda del láser de la ONU está cerca del límite, no es posible reducir más la tasa de bits o, en caso de existir, no se puede sintonizar más el oscilador eléctrico de la ONU, entonces se aplican las siguientes estrategias: 25  If the available UN laser wavelength setting is close to the limit, it is not possible to reduce the bit rate further or, if it exists, the UN electric oscillator can no longer be tuned, then The following strategies apply: 25

o Cuando las ONUs vecinas no transmiten datos y hay espectro disponible a su alrededor, los láseres de éstas se re-sintonizan para aumentar la separación entre las longitudes de onda de ellas y la ONU que interfiere (Fig. 13). o When neighboring ONUs do not transmit data and there is spectrum available around them, their lasers are re-tuned to increase the separation between their wavelengths and the interfering ONU (Fig. 13).

o Aplicar un difuminado rápido de la longitud de onda del láser de la ONU que interfiere, es decir, cambiar rápidamente la longitud de onda del láser [8, 9]. 30 o Apply rapid blurring of the interfering laser wavelength of the ONU, that is, rapidly change the laser wavelength [8, 9]. 30

o Cruzar las longitudes de onda de la ONU que interfiere y la ONU activa mediante regulación térmica y transitorios rápidos de corriente. o Cross the wavelengths of the interfering ONU and the ONU activates by thermal regulation and fast current transients.

o Reducir la tasa de bits de la ONU interferente para disminuir su ancho de banda ocupado y evitar que su espectro ocasiones interferencia óptica (Fig. 14). o Reduce the bit rate of the interfering ONU to decrease its busy bandwidth and prevent its spectrum from occasional optical interference (Fig. 14).

o Permitir que las ONUs compartan una longitud de onda mediante multiplexación por 35 tiempo TDM. Esta opción puede ser utilizada de forma temporal, sólo mientras los espectros de las ONU se superponen [7] (Fig. 15). o Allow ONUs to share a wavelength by multiplexing for TDM time. This option can be used temporarily, only while the UN spectra overlap [7] (Fig. 15).

 Cuando la interferencia se evita por completo, la ONU nueva se registra y la OLT actualiza su memoria con una nueva entrada para esta ONU. 40  When interference is completely avoided, the new ONU is registered and the OLT updates its memory with a new entry for this ONU. 40

Este proceso se ejecuta de forma permanente durante el funcionamiento de la PON. This process is executed permanently during the operation of the PON.

La monitorización continua de la OLT permite también controlar la deriva de la longitud de onda del láser de las ONUs en el caso de que cambien las condiciones ambientales. En la situación 45 que la temperatura ambiente varía, la OLT indica a la ONU que ajuste la longitud de onda de su láser a través del controlador de temperatura. Si el control térmico no es suficiente, el mismo procedimiento señalado anteriormente servirá para mantener confiable la comunicación entre las ONUs y la OLT. The continuous monitoring of the OLT also allows to control the drift of the wavelength of the laser of the ONUs in case the environmental conditions change. In the situation that the ambient temperature varies, the OLT instructs the ONU to adjust the wavelength of its laser through the temperature controller. If thermal control is not sufficient, the same procedure outlined above will serve to maintain reliable communication between ONUs and OLT.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para reducir la interferencia óptica en las redes de acceso ópticas que transmiten datos modulados digitalmente a la fibra óptica, el cual se refiere a una red que comprende: 5 1. A method of reducing optical interference in optical access networks that transmit digitally modulated data to the optical fiber, which refers to a network comprising:

a. una OLT en la oficina central del operador de telecomunicaciones, que distribuye los datos de información desde/hacia la red central a/desde la red de acceso a los usuarios. to. an OLT in the central office of the telecommunications operator, which distributes information data from / to the central network to / from the user access network.

10 10

b. una infraestructura óptica pasiva en la planta externa o red de distribución con fibras ópticas y uno o varios dispositivos de nodo remoto que dividen y combinan las señales ópticas y b. a passive optical infrastructure in the external plant or distribution network with optical fibers and one or several remote node devices that divide and combine the optical signals and

c. varias ONUs en el equipo local del cliente que convierten la señal óptica en datos 15 digitales para el usuario, y viceversa. C. several ONUs on the client's local computer that convert the optical signal into digital data for the user, and vice versa.

Caracterizado en que: Characterized in that:

i. La OLT incluye un mecanismo de monitorización sobre la tasa de errores y las 20 longitudes de onda de transmisión y/o recepción de todos los usuarios con el fin de regular y mantener el rendimiento global. i. The OLT includes a monitoring mechanism on the error rate and the 20 wavelengths of transmission and / or reception of all users in order to regulate and maintain overall performance.

ii. Las ONUs cuentan con láseres independientes u otro tipo de fuente de luz. Las ONUs pueden contar con un oscilador eléctrico de RF. 25 ii. The UN has independent lasers or other types of light sources. The ONUs can have an RF electric oscillator. 25

iii. Las ONUs poseen un dispositivo electrónico analógico o digital que sintoniza la longitud de onda de emisión del (los) láser(es) de transmisión y/o recepción mediante cambios de corriente y control de la temperatura. iii. The ONUs have an analog or digital electronic device that tunes the emission wavelength of the transmission and / or reception laser (s) through current changes and temperature control.

30 30

iv. Las ONUs tienen un procesador digital de señal que recibe comandos desde la OLT para controlar circuitos, tasa de bits, formato de modulación y, en caso de existir, oscilador eléctrico de RF. iv. The ONUs have a digital signal processor that receives commands from the OLT to control circuits, bit rate, modulation format and, if present, an RF electric oscillator.

v. La OLT envía señales de control a las ONUs para que sintonicen sus longitudes de 35 onda a través del dispositivo electrónico indicado en el punto iii. v. The OLT sends control signals to the ONUs to tune their 35 wavelengths through the electronic device indicated in point iii.

vi. La OLT envía señales de control a las ONUs para que modifiquen su tasa de bits, formato de modulación y/o frecuencia del oscilador eléctrico de RF (en caso de existir) a través del procesador digital de señal en las ONUs con el fin de limitar la 40 interferencia espectral óptica de las señales. saw. The OLT sends control signals to the ONUs so that they modify their bit rate, modulation format and / or frequency of the RF electric oscillator (if any) through the digital signal processor in the ONUs in order to limit the 40 optical spectral interference of the signals.

2. El método de la reivindicación 1 en el que el láser de la ONU puede ser de tipo distribuido por retroalimentación (DFB por sus siglas en inglés), semiconductor de un sólo electrodo o sintonizables de múltiples electrodos, cuya longitud de onda de emisión no es pre-45 seleccionada. 2. The method of claim 1 wherein the UN laser can be of the feedback distributed type (DFB), semiconductor of a single electrode or tunable of multiple electrodes, whose emission wavelength is not It is pre-45 selected.

3. El método de la reivindicación 1 en el que las longitudes de onda de transmisión iniciales de los láseres o fuentes de luz de las ONUs no están pre-determinadas y son sintonizadas mediante temperatura y/o corriente por medio de un dispositivo electrónico y/o procesador 50 digital de la señal que es administrado desde la OLT a través de comandos. 3. The method of claim 1 wherein the initial transmission wavelengths of the lasers or light sources of the ONUs are not pre-determined and are tuned by temperature and / or current by means of an electronic device and / or digital signal processor 50 that is managed from the OLT through commands.

4. El método de la reivindicación 1 en el que las longitudes de onda de los láseres de las ONUs que interfieran entre sí pueden entrecruzarse mediante transitorios rápidos de corriente para reducir el tiempo de interferencia. 4. The method of claim 1 wherein the wavelengths of the lasers of the ONUs that interfere with each other can be crosslinked by rapid current transients to reduce the interference time.

5. El método de la reivindicación 1 en el que el que el formato de modulación, la tasa de bits y 5 el ancho de banda total también puede ser controlado en la ONU mediante un procesador digital a partir de comandos de gestión desde la OLT. 5. The method of claim 1 wherein the modulation format, the bit rate and the total bandwidth can also be controlled in the ONU by a digital processor from management commands from the OLT.

6. El método de la reivindicación 1 en el que la ONU puede incluir un oscilador eléctrico de RF para desplazar el centro del espectro de la señal de datos a alguna frecuencia central que 10 puede ser administrada desde la OLT. 6. The method of claim 1 wherein the ONU can include an RF electric oscillator to shift the center of the data signal spectrum to some central frequency that can be administered from the OLT.

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7. El método de la reivindicación 1 en el que el receptor de la ONU está basado en detección directa o detección coherente. 7. The method of claim 1 wherein the ONU receiver is based on direct detection or consistent detection.

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8. El método de la reivindicación 1 caracterizado en que la OLT comprueba el rendimiento y monitoriza la longitud de onda de las ONUs en la PON continuamente y de forma particular durante el registro y puesta en marcha inicial de una ONU. 8. The method of claim 1 characterized in that the OLT checks the performance and monitors the wavelength of the ONUs in the PON continuously and particularly during the initial registration and commissioning of a ONU.

9. El método de la reivindicación 1 caracterizado en que la OLT controla simultáneamente 20 varias ONUs. 9. The method of claim 1 characterized in that the OLT simultaneously controls several ONUs.

10. El método de la reivindicación 1 en el que si no existe la posibilidad de ofrecer una longitud de onda libre a una ONU después de haber agotado el rango de sintonización del láser de ésta, se podrá compartir una longitud de onda con otro usuario y transmitir datos en rangos 25 temporales distintos mediante la habilitación de la multiplexación por tiempo TDM. 10. The method of claim 1 wherein if there is no possibility of offering a free wavelength to a ONU after having exhausted its laser tuning range, a wavelength may be shared with another user and transmit data in different time ranges by enabling TDM time multiplexing.